[发明专利]呋喃化合物的制备方法

说明书

本申请是申请日为2008年11月27日、申请号为200880117632.9、发明名称为“呋喃化合物的制备方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及由糠醛化合物制备呋喃化合物的方法。

背景技术

呋喃是有用的中间体化学品，能够用作制备四氢呋喃、吡咯、噻吩等的原料，其由糠醛的脱羰基反应来制备。糠醛通常不是来源于石油的原料、而是利用作为植物中所含的半纤维素成分的戊聚糖来制备的，因此，由其衍生而得到的呋喃也被分类为植物原料来源的化学品，而不是石油原料来源的化学品。

由糠醛制备呋喃的方法是传统上已知的(专利文献1等)，作为有效地从植物来源的原料获得化学品的方法，特别是针对利用使用催化剂的脱羰基反应来制备呋喃的方法的研究开发正在进行(专利文献2，非专利文献1)。作为从糠醛通过脱羰基(decarbonylation)反应来制备呋喃的方法，从大的方面划分，已知有两种方法。一种是使用Zn-Cr-Mn、Zn-Cr-Fe复合氧化物这样的氧化物催化剂的方法(专利文献3等)，另一种是使用担载有贵金属的催化剂的方法。由于在后一种方法中催化剂即使在比较低的反应温度下也能够显示活性，因此提出了利用后一种方法、通过液相反应(专利文献4、6，非专利文献2)来制备呋喃的方法。此外，与前一种方法相同，在后一种方法中，还提出了利用气相流通反应(专利文献2，非专利文献1，专利文献5)来制备呋喃的方法。

具体地，液相反应是采用下述方法进行的：向糠醛化合物的液体中或者向糠醛化合物溶解在溶剂等中而得到的溶液中添加催化剂，来进行脱羰基反应，并回收因脱羰基反应而产生并气化的呋喃化合物。

另一方面，气相流通反应是采用下述方法进行的：通过将预先气化的糠醛化合物的气体状原料通入催化剂中来进行脱羰基反应，并回收因脱羰基反应而得到的呋喃化合物。糠醛化合物如果在高浓度或液体状态下长时间进行加热，则会生成淤浆状的聚合物等，因而，可以认为与液相反应相比，使用气化的糠醛化合物进行瞬时反应的气相流通反应的反应效率高，适于工业制备。

专利文献1:美国专利第2,337,027号公报

专利文献2:美国专利第4,780,552号公报

专利文献3:美国专利第2,374,149号公报

专利文献4:美国专利第3,257,417号公报

专利文献5:美国专利第3,223,714号公报

专利文献6:日本特表2003-528868号公报

非专利文献1:Tianranqi Huagong 2002,27,9

非专利文献2:Biomass,16(1988),89

发明内容

发明要解决的问题

另一方面，在催化剂存在下利用糠醛化合物的脱羰基反应以一步制备呋喃化合物的方法存在下述问题：在连续进行反应时，催化剂的活性随时间大幅降低。但催化剂的活性随时间大幅降低的理由并不是很清楚。

例如，在液相反应方面，有些情况下因对高浓度糠醛化合物进行长时间加热而生成的、与催化剂反应无关的淤浆状聚合物等会物理性地附着在催化剂上，从而妨碍催化剂的分散，或妨碍作为目标的脱羰基反应。

此外，在气相流通反应时，仅气化的糠醛化合物与催化剂相接触，因而糠醛化合物、生成的呋喃化合物有时会在催化剂上形成堵塞物(コ一ク)并蓄积，从而封闭反应位点，但从糠醛化合物的聚合物不容易进入催化剂层这一点来看，其优于液相反应。

如果催化剂活性随时间降低，则糠醛化合物的转化率降低，单位时间制备的呋喃化合物的量减少，因而工业工艺的效率降低。此外，还存在未反应的糠醛化合物的分离回收、废弃或者循环使用等课题。

在催化剂活性随时间大幅降低的情况下，为了保持糠醛化合物的转化率而稳定地制备呋喃化合物，必须要通过暂时增加催化剂的量或者暂时提高反应温度来进行弥补。而如果催化剂的更换或再生处理的频率增高，则工业工艺的操作就会变得困难。出于这样的原因，为了稳定且高效地制备呋喃化合物，需要活性降低更少的催化剂。

以往，提出了许多涉及活性降低得到抑制的催化剂、或涉及失活的催化剂再生的技术。

例如，对于液相反应，利用以往的将Pd、Pt这样的金属担载在碳上而得到的催化剂来进行反应；此外，对于气相流通反应，利用将Pd、Pt这样的金属担载在氧化铝载体上而得到的催化剂来进行反应。但是，目前为止，催化剂寿命尚不充分，并不一定能够满足工业实施中的经济性方面的要求。